探地雷达在路面脱空缺陷检测中的应用

《探地雷达在路面脱空缺陷检测中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、公路交通技术2011年2TechnoloavofHizhwavandTransportFeb．2011No．1探地雷达在路面脱空缺陷检测中的应用吴晓娜(广东博大高速公路有限公司梅大分公司，广东梅州514733)摘要：以梅大高速公路湖寮连接线为工程背景，简要介绍探地雷达无损检测技术的基本工作原理，在现场无破损状况下应用探地雷达，对路面进行连续性检测，快速确定水泥混凝土面板下脱空比例和脱空位置，为改造设计提供依据。关键词：地质雷达；脱空；混凝土路面文章编号：1009—6477(2011)O1—0033—04中图分类号：U416．2文献标识码：BApplicationofGroun

2、dPenetratingRadarinDetectionforCavityDefectsofPavementWUXiaona近20年来，国际上道路工程检测技术发展迅路用探地雷达(GPR)是通过天线向地下发射高速，总体趋势是：由人工检测向自动化检测技术发频脉冲电磁波，电磁波在地下传播过程中遇到不同展，由破损类检测向无损检测技术发展，由一般技术电性介质界面时发生反射，接收机接收被反射的回向高新技术发展。道路探地雷达无损检测技术作为波，并由计算机进行数据分析和成像处理，见图1、高新路面检测技术被广泛应用于公路建设与养护图2。GPR能连续作业，快速检测(行车速度可达中，其具有高效、无

3、损、快速、连续等一系列特点。在60km／h)，检测内容丰富，是极具潜力的路面无损旧路改造工程中，运用道路探地雷达对旧路面进行检测设备。无损检测并对检测数据进行整理分析，形成道路建●__●_--●_-●●--_----_---●_--●-__●-●●●●--_’-_--_--●●--●--_-_-●●●●●_-●--●●●--n—再ri设质量检测数据库，明确划分出各检测路段中存在的问题及需要注意的薄弱路段，这对于指导道路改造工程的建设、后期养护及管理，有的放矢地节约建设经费、养护经费和保证养护质量十分有利。梅大高速公路是广东省高速公路网的重要组成部分，该项目的建成对促进梅州地区

4、社会经济发展具有极其重要的意义。湖寮连接线是梅大高速公路3条连接线之一。其前身属$333线的一部分，水泥混凝土路面，双向4车道，路面宽15．6m，路面结构路基s为20em水泥混凝土路面+20cm5％水泥稳定碎石+20em3％水泥稳定石屑。为适应梅大高速公图1路用探地雷达系统及工作原理路交通发展的需要，广东交通集团检测中心运用探1．2脱空识别原理地雷达对湖寮连接线旧路面进行无损检测，通过科由于水泥混凝土板下基层与底基层之间要求有学测试和分析，了解改造前湖寮连接线的路面状况，一定的透水性，当基层透水性不好时，水容易通过接为改造设计提供依据。缝等路面的薄弱处进入面板与基层之间的位置

5、并在此处积累，行车荷载等使水产生动水压力，进而对周1探地雷达工作原理围的基层材料产生冲刷，水冲刷下来的细集料随着1．1路用雷达简介唧泥被带走，冲刷量逐渐积累而在此处逐渐形成充收稿日期：2010—09—18作者简介：吴晓娜(1983一)，女，广东省揭阳市人，本科，助工公路交通技术2011年m路面前进方向—+气充空洞的介电常数比水泥混凝土材料的介电常数小，而水充空洞的介电常数则比水泥混凝土材料介电常数大。其波形与气充空洞的波形相反，基面层层界面的雷达反射波为一正反射波。基层2工程实例——1一2．1雷达扫面典型图采用美国生产的PenetradarlRIS—L路用雷达系路基单位：ns

6、’统对湖寮连接线进行脱空检测。测试时，雷达测试车前左、右轮迹各安装一个频率为750MHz的雷达图2典型3层路面结构雷达反射波瀑布天线，测试车后右轮迹安装500MHz雷达天线。水的脱空区。有时基层透水性虽好，但粒料级配不．分辨率定义为雷达所能探测到的物体的最小尺合适，细颗粒会被下+渗雨水带走，从而形成充气的脱—，度，这对于工程探测是最重要的技术指标。水平分空区。脱空区的路面在反复荷载作用下，混凝土路辨率是雷达能够分辨的物体的水平最小尺度。假定面板将发生断裂、破碎，严重影响道路的使用寿命。雷达波以锥面形式向下传播，物体表面将大部分能若水泥混凝土面板d与基层b相接触，则交界面量反射

7、回来。水平分辨率可根据下式估算：处的反射系数R为：R，=(A^+A／4)。(3)R舶：(~／占d一√6)／(√d+~／6)。(1)式中，R，为圆柱半径；A为电磁波长；^为柱体顶面埋深。式中，s分别为水泥混凝土面板与基层的介电常从式(3)可以看出，水平分辨率与埋深及波长数，一般d为6～9，6为6～15；尺d6为一0．010～有关，而波长是由天线频率和介质波速决定。以电一0．053。磁波速V=0．1m／ns，h=1ITI计，频率为750MHz若有脱空时，交界面处的反射系数R。为：的天线波长A=0．13，水平